專利名稱：移動裝置和電子元件安裝設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于移動安裝頭的移動裝置，該安裝頭用來保持電子 元件并將其安裝到電路板上，并且還涉及具有該移動裝置的電子元件安裝 設備。
背景技術：
在電子元件安裝領域中，具有相對于工作面水平地移動安裝頭的移動 裝置的電子元件安裝設備已被廣泛使用。作為這樣的水平移動裝置，由在
沿工作面延伸的第一方向(x方向)上移動安裝頭的第一線性移動裝置以及 在垂直于第一方向的第二方向(Y方向)上移動第一線性移動裝置的第二線 性移動裝置構成的直角坐標機器人(X-Y機器人)已被廣泛使用。在這樣 的電子元件安裝設備中，安裝頭在彼此垂直的兩條邊分別由第一線性移動 裝置和第二線性移動裝置的移動軸給定的矩形平面內是可移動的。例如參 見日本專利公開文件No.2740682。

發(fā)明內容
該電子元件安裝設備設有用于進行板的位置識別的攝像裝置，并且這 樣的攝像裝置設在安裝頭上以與其一體地移動。第一線性移動裝置和第二 線性移動裝置各自的移動軸的長度是這樣限定的，即攝像裝置和安裝頭的 移動范圍與板的整個表面相對應。因此，在一些情況下，取決于攝像裝置 和安裝頭之間的位置關系而需要較長的移動軸。
近年來，為了實現(xiàn)電子元件安裝設備的功能改善，期望安裝頭、直角 坐標機器人等設置為對應于用戶使用模式的一些模型是可替換的，從而實 現(xiàn)彈性定制。并且，除了傳統(tǒng)上所關心的時間生產率之外，還需要提高平面生產率。為了滿足這些需求，直角坐標機器人自身，即第一和第二線性 移動裝置自身的減小是重要的，從而減小設備面積，而這又需要適當?shù)卦O 置攝像裝置的布置。
因此，本發(fā)明的目的在于解決上述問題，即提供一種用于移動安裝頭 的移動裝置，該安裝頭用來保持電子元件并將其安裝在電路板上，其中適 當?shù)卦O置通過移動裝置與安裝頭一體地移動的攝像裝置的布置，以及具有 該移動裝置的電子元件安裝設備。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具有以下結構。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于移動安裝頭的移動裝置，該安 裝頭保持電子元件并將其安裝到板上，該移動裝置包括
梁，其沿一個方向延伸；
滑動件，其設在所述梁上，使得可以在所述的一個方向上移動； 驅動單元，其用于驅動所述滑動件沿所述的一個方向移動； 安裝頭，其固定于所述滑動件，使得可以與所述滑動件一體地移動；
以及
攝像裝置，其固定于所述滑動件，使得可以與所述滑動件一體地移動， 用于拾取板上電子元件的安裝位置的圖像，其中
所述攝像裝置被設在包含在所述安裝頭的在所述的一個方向上的寬 度內的位置處。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于移動安裝頭的移動裝置，該安 裝頭保持電子元件并將其安裝到板上，該移動裝置包括 第一梁，其沿第一方向延伸；
滑動件，其設在所述第一梁上，使得可以在所述第一方向上移動； 第一驅動單元，其用于驅動所述滑動件沿所述第一方向移動；
安裝頭，其固定于所述滑動件，使得可以與所述滑動件一體地移動；
攝像裝置，其固定于所述滑動件，使得可以與所述滑動件一體地移動， 用于拾取板上電子元件的安裝位置的圖像；
第二梁，其用于支撐所述第一梁，從而所述第一梁在垂直于所述第一 方向的第二方向上是可移動的；以及
第二驅動單元，其用于驅動所述第一梁沿所述第二方向移動，其中所述攝像裝置被設在包含在所述安裝頭的在所述第一方向上的寬度 內而且包含在所述安裝頭和所述第一梁的在所述第二方向上的總寬度內 的位置處
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種如第二方面中所述的移動裝置，其 中安裝頭、攝像裝置、滑動件、第一梁和第一驅動單元分別設為多組，其 中第二梁支撐多個第一梁，使得第一梁可以彼此獨立地移動。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種如第二方面中所述的移動裝置，其
中
所述攝像裝置包括多個第一光照明單元，該第一光照明單元用于以第 一照射角度向板上的電子元件的安裝位置發(fā)射光；以及多個第二光照明單 元，其用于以不同于第一照射角度的第二照射角度向安裝位置發(fā)射光，并 且
在所述攝像裝置的下部，所述多個第一光照明單元和所述多個第二光 照明單元被設置在沿板的表面延伸的同一平面上。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種如第四方面中所述的移動裝置，其 中，在同一平面上的所述多個第一光照明單元和所述多個第二光照明單元 的布置區(qū)域設置為在第二方向上的寬度比在第一方向上的寬度短。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種電子元件安裝設備，其包括 板保持單元，其用于沿工作面保持板；以及 如第一至第五方面中的任一個所述的移動裝置，其中 通過移動裝置平行于工作面地移動的所述安裝頭執(zhí)行電子元件在由 所述板保持單元所保持的板上的安裝。
根據(jù)本發(fā)明，在移動裝置中，該移動裝置包括梁，其沿一個方向延 伸；和滑動件，其設在所述梁上，使得可以沿所述一個方向上移動，并且 滑動件上固定有安裝頭和攝像裝置，所述攝像裝置被設在這樣的位置處， 即被包含在安裝頭在所述一個方向上的寬度內，這樣，用于將電子元件安 裝到板上所需的移動范圍可以降至最小。因而，梁的一個方向的長度，即 用于移動滑動件的移動軸可以通過適當?shù)卦O置攝像裝置的布置而被減小， 這樣可以實現(xiàn)移動裝置的尺寸減小，從而減小設備面積。
而且，在移動裝置中，該移動裝置還包括用于在垂直于所述一個方向的第二方向上移動第一梁的第二梁，進一步地適當設置所述攝像裝置的布置，使其被包含在安裝頭和第一梁在第二方向上的寬度(總寬度)內。因此，可以減小其中的兩個移動裝置彼此垂直設置的移動裝置(垂直的移動裝置)的尺寸。


參照附圖，根據(jù)以下結合本發(fā)明優(yōu)選實施例的說明，本發(fā)明的這些和
其它的方面和特點將會更清楚，在附圖中
圖1是本發(fā)明第一實施例的電子元件安裝設備的示意性立體圖2是第一實施例的線性移動裝置的示意性立體圖3是圖2的線性移動裝置沿A-A線的剖面圖4是第一實施例的線性移動裝置的示意性側視圖5是表示板和攝像裝置之間位置關系的示意性平面圖6是本發(fā)明第二實施例的線性移動裝置的示意性剖面圖7是第二實施例的線性移動裝置的示意性側視圖8A是表示第二實施例的線性移動裝置中所包括的相機的結構的示
意性結構圖8B是圖8A的相機的平面光照明單元的示意性仰視圖；圖9A是表示傳統(tǒng)的相機結構的示意性結構圖；以及圖9B是圖9A的相機的光照明單元的示意性仰視圖。
具體實施例方式
在對本發(fā)明進行說明之前，應當指出，在所有附圖中相同的部件以相同的附圖標記表示。
以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的各實施例。(第一實施例)
參照

一種電子元件安裝設備，其包括作為本發(fā)明第一實施例的移動裝置的示例的線性移動裝置。圖1是該第一實施例的電子元件安裝設備的立體圖，圖2是第一實施例的線性移動裝置的立體圖，圖3是圖2的線性移動裝置沿A-A線的剖面圖，圖4是第一實施例的線性移動裝置的側視圖，圖5是表示板和攝像裝置之間位置關系的平面圖。
首先，說明電子元件安裝設備1的結構和工作方式。參照圖1，電子
元件安裝設備1包括設在底座2上的板傳送單元3、電子元件供應裝置4、第一線性移動裝置5、第二線性移動裝置6和安裝頭7。底座2的上表面用作構成水平面的工作面2a，在該工作面上進行安裝工作。板傳送單元3具有在X方向上傳送板8以及使板8保持在工作面2a上特定位置的功能，該板傳送單元3在安裝之前將板8送入電子元件安裝設備1中，在安裝過程中使板8保持在特定的位置，在安裝之后將板8從保持位置處釋放并送出電子元件安裝設備1。應當指出，在以下說明中，對于板8而言傳送方向假定為X方向，而在水平面內垂直于該方向的方向假定為Y方向。在板傳送單元3的兩側設有多個電子元件供應裝置4，這些電子元件供應裝
置4的功能是將容納在其中的多個電子元件以特定狀態(tài)中的特定總數(shù)為單元供應至其外部。
第一線性移動裝置5和第二線性移動裝置6的功能是在底座2上分別沿Y方向和X方向來回地線性移動物體。更具體地，各第二線性移動裝置6的一端由第一線性移動裝置5支撐，并且驅動第一線性移動裝置5可以使第二線性移動裝置6在Y方向上來回移動。并且，安裝頭7分別由第二線性移動裝置6支撐，并且驅動第二線性移動裝置6可以使安裝頭7在X方向上來回移動。因此，通過第一線性移動裝置(Y機械人)5和第二線性移動裝置(X機械人)6的驅動組合，安裝頭7可以在底座2上水平移動(X-Y移動)以定位于任意位置處。各安裝頭7設有多個用于吸取電子元件的管嘴9，并且管嘴9吸取從電子元件供應裝置4供應的電子元件并將它們安裝在板8上。
接下來，說明第二線性移動裝置6的結構和工作方式。參照圖2和圖3，各第二線性移動裝置6包括梁10,該梁10是設置為沿平行于工作面2a的X方向(第一方向)延伸的第一梁(參見圖1); 一對導軌ll，其設置在第一梁10的Y方向(第二方向)上的側部，從而沿X方向延伸；滑動件12，其設于一對導軌ll上，從而沿X方向是可移動的，以及由設于滑動件12上的動子13和設于梁10上的定子14組成的線性馬達(驅動單元)。
梁10是這樣構造的，即由碳纖維增強塑料(CFRP)制成的矩形柱體構件10a、 10b、 10c在Z方向上堆疊，其中第二矩形柱體構件10b、 10c置于第一矩形柱體構件10a的兩側。CFRP是通過將碳纖維注入環(huán)氧樹脂或其它聚合材料，然后固化該材料而模制成的合成材料，CFRP在強度上是極好的并且其特點在于，在強度和硬度上與鐵、鋁或其它材料相同的情況下，CFRP可以比那些材料做得更輕。另一方面，在用機器加工碳纖維時存在困難，這使將CFRP模制成復雜結構變得困難。然而，在第一實施例中，由于梁IO通過沿Z方向堆疊三個矩形柱體構件10a、 10b、 10c而被整體地模壓，這三個矩形柱體構件各自的橫截面形狀是相對簡單的矩形，所以在制造過程中不是特別困難，從而可以有效地實現(xiàn)CFRP的高硬度和輕重量的效果。
在第二矩形柱體構件10b、 10c的面對滑動件12的表面上， 一對導軌11設置為沿X方向延伸，同時在第一矩形柱體構件10a的面對滑動件12的表面上，定子14設置為沿X方向延伸。此外，第一矩形柱體構件10a和第二矩形柱體構件10b、 10c的面對滑動件12的表面分別設有各自與一對導軌11和線性馬達之間的Y方向的尺寸差相對應的凹入的臺階間隙，其中第一矩形柱體構件10a沿Y方向的寬度比第二矩形柱體構件10b、10c短。
在滑動件12面對第二矩形柱體構件10b、 10c的位置處，導向塊15設置為在X方向上是可滑動的以與一對導軌11嚙合。在滑動件12面對第一矩形柱體構件10a的位置處，動子13設置為通過墊片16與定子14相對，其間具有特定的距離(間隙)。在動子13面對滑動件12的一側，散熱片17沿X方向設置，從而凸出進入在動子13和滑動件12之間所形成的空隙部分'a'中。在梁10的端部設有風扇18，該風扇18在動子13和滑動件12之間所形成的空隙部分'a'的X方向上形成氣流。
當電流流過構成線性移動裝置的線性馬達的動子13 —側的線圈以產生磁通量時，通過作用在設置于定子14中的永磁體上的引力和排斥力在動子13中產生推進動力，帶動滑動件12在X方向上移動。在動子13中，盡管因電流而產生熱量，但是因為存在于空隙部分'a'中的空氣層以及由例如陶瓷或酚醛樹脂的熱導率小的隔熱材料制成的墊片16所帶來的隔熱效果，所以熱量很少地被傳遞到滑動件12側。并且，由于空隙部分'a'在滑動件12的移動過程中起通風孔的作用，所以由于電流在動子13中所產生的
熱量從散熱片17散出。在滑動件12停止的過程中，由于在動子13中所產生的熱量繼續(xù)留在散熱片17周圍，所以通過風扇18的驅動在空隙部分'a'中強迫地形成X方向的氣流以促進散熱。
因此，防止了因滑動件12或導軌11的熱變形所致的任何對滑動件12的光滑移動的阻礙，從而可以實現(xiàn)位置精度的提高和導軌11的耐用性的提高。而且，由作用在動子13和定子14之間的磁力所引起的強吸力，與構成梁10的三個矩形柱體構件10a、 IOb、 10c的側面相面對所形成的兩個連接部19作為肋，用于最小化動子13和定子14之間的間隙的位移以及一對導軌11的變形，從而防止由作用在動子13和定子14之間的吸力所致的對滑動件12的光滑移動以及位置精度的變壞。應當指出，作為氣流形成裝置的風扇18離散熱片17越近，形成的氣流就越強，從而，當風扇18與滑動件12 —體設置并且不必考慮滑動件12的位置而風扇18 —直保持接近于散熱片17時，可以實現(xiàn)較高的散熱效果。
并且，結構類似于上述第二線性移動裝置6的第一線性移動裝置5包括沿Y方向延伸的梁(第二梁)25; —對導軌26，其設于梁25在X方向的側部上，從而沿Y方向延伸；滑動件27，其設于一對導軌26上，從而沿Y方向是可移動的；以及作為線性移動裝置的線性馬達(驅動單元)。在滑動件27的面對導軌26的一側設有導向塊28以與一對導軌26嚙合，其中滑動件27通過線性馬達的驅動沿Y方向是可移動的。設置第二線性移動裝置6的一端懸臂支撐于滑動件27上。
參照圖3，滑動件12的上部形成于在梁10上延伸且在對側凸出的上臂12a中，其中用于進行安裝頭7的操作控制的控制板20設在梁10上方的位置處?？刂瓢?0連接至未示出的用于對整個電子元件安裝設備l進行操作控制以及提供電源的主控制單元，其中連接電纜越過梁10布線于與滑動件12相對的一側。參照圖4，用于形成連接電纜21的布線路徑的布線盒22設在梁10的Y方向上的一側。
布線盒22是細長的矩形柱體構件，其一端固定在滑動件12的上臂12a的凸出部分處，其另一端固定在下托架23處。下托架23設置為從梁10側面的下部沿X方向延伸，其中布線盒22的另一端固定為向第一線性移動裝置5支撐梁10的一端側開放。連接至控制板20的布線電纜21被導 引至梁IO的一端側并且通過第二線性移動裝置6連接至主控制單元。具 有柔性的布線盒22可以容易地改變在隨滑動件12的X方向移動而移動的 一端與固定至下托架23的另一端之間所形成的連接電纜21的布線路徑。 如上所述，在各第二線性移動裝置6中，考慮到相對重量較大的控制 板20 、安裝頭7和連接電纜21的布線路徑的重力平衡，它們位于梁IO 的特定位置處，從而作用在梁10上的重力得以適當?shù)仄胶?。更具體地， 控制板20位于梁10的上方，安裝頭7和連接電纜21位于梁10的兩側以 使控制板20夾在其間，這樣作用在梁上的重力得以適當?shù)仄胶?。特別地， 當重力平衡的中心位于接近于梁10的橫截面中心時，作用在使滑動件27 與導軌26相咬合的導向塊28上的負載也變重，這可以消除在導軌26和 導向塊之間所產生的摩擦力的不均勻，因此可以實現(xiàn)滑動件27的光滑移 動并防止不均勻磨損，這將有助于提高耐久性。并且，由于抑制了梁10 的扭曲或其它變形，所以可以防止滑動件12的光滑移動的阻礙以及位置 精度的惡化。此外，控制板20也可以位于梁IO的下方，并且考慮到安裝 頭7和連接電纜21的布線路徑的重力平衡，也可以改變控制板20的Y 方向位置。
在圖2、圖3和圖4中，相機30設在其上設有導向塊15的滑動件12 的一側上。相機30是用于拾取板8或其上的電子元件的圖像以識別板8 的位置或板8上電子元件的安裝位置的攝像裝置，相機30與滑動件12 — 體地移動并拾取位置識別標志或板8上的安裝位置(未示出)的圖像。通過 利用相機30進行位置識別標志的圖像拾取，可以識別出設于滑動件12上 的安裝頭7的各管嘴9和板8之間的位置關系，并且可以基于所得的位置 關系進行電子元件的安裝。
相機30是可以通過利用鏡子等進行90。光軸變換的L形相機。如圖3 所示，相機30與安裝頭7相鄰地位于梁10和滑動件12之間，從而不會 阻礙由管嘴9迸行的電子元件吸取和安裝操作，并且相機30被防止離開 安裝頭7和梁10的Y方向寬度Wl。并且，如圖4所示，相機30通常位 于安裝頭7中以X方向排列的多個管嘴9的中心處，并且被防止離開安裝 頭的X方向寬度W2。應當指出，第一實施例的各安裝頭7共設有八個管嘴9， X方向上四行，Y方向上兩行。
參照圖5，由于通過利用設在安裝頭7中的所有管嘴9進行電子元件 安裝，所以安裝頭7的移動區(qū)域R設為使得所有的管嘴9能夠在板8的上 方和整個板8上移動。在該設置中，安裝頭7的X方向移動區(qū)域R設為 使得當所有管嘴9位于其移動端點時，這些管嘴9位于板8的X方向的兩 端位置8a、 8b之外處。大體上位于X方向上排成四行的管嘴9的中心的 相機30能夠隨各安裝頭7在移動區(qū)域R內的移動而移動到板8的X方向 的兩端位置8a、 8b之外處，因此可以瞄準板8的整個區(qū)域用于圖像拾取。 因而，由于滑動件12必須在X方向上可以移動需要確保各安裝頭7的移 動區(qū)域R的距離，所以各第二線性移動裝置6的移動軸長度必須足以確 保各安裝頭7的X方向的移動區(qū)域R。即，各第二線性移動裝置6的梁25 必須具有足夠的長度以確保各安裝頭7的X方向的移動區(qū)域R。
通過實現(xiàn)了如上所述的相機30的適當放置，在設置各第二線性移動 裝置6的移動軸長度時，考慮到相機30的圖像拾取區(qū)域，不必確?；瑒?件12的移動距離，從而可以減小各第二線性移動裝置6的移動軸長度。 各第二線性移動裝置6的移動軸長度的減小可以降低由各第二線性移動 裝置6的移動軸長度與第一線性移動裝置5的寬度(其X方向上的寬度) 的和的值所確定的電子元件安裝設備1的設備寬度(X方向的寬度)。因此， 可以實現(xiàn)縮短電子元件安裝設備在板8的傳送方向上的設備長度L，從而 可以實現(xiàn)平面生產率的提高。
并且，如第一實施例的電子元件安裝設備1中，在一個第一線性移動 裝置5設有兩個平行的第二線性移動裝置6，并且各第二線性移動裝置6 包括安裝頭7和相機30的情況下，當各相機30被設置在這樣的位置處， 即不能移動到安裝頭7和梁10的Y方向的總寬度之外時，在這些相機30 之間不會發(fā)生干擾，使兩個安裝頭7彼此移動得更近以同時工作，從而可 以實現(xiàn)生產效率的提高。
而且，通過采用相機30經滑動件12與安裝頭7相鄰的布置結構，各 第二線性移動裝置6的Y方向的移動區(qū)域可以降低到必須的最小值，從 而可以減小第一線性移動裝置5的Y方向長度，即移動軸長度，可以實現(xiàn) 第一線性移動裝置5的尺寸減小。如上所述，分別使第一線性移動裝置5和第二線性移動裝置6的移動 軸長度更小，可以減小直角坐標機器人自身的尺寸，從而可以實現(xiàn)平面生 產率的提高，同時直角坐標機器人的更換變得易于實現(xiàn)。應當指出，不是
設在安裝頭7上而是設在滑動件12上的相機30在安裝頭7的更換過程中 從不會離開滑動件12，從而，在更換之后進行相機相對于安裝頭7的位置 校準排除了其相對于滑動件12的位置校準的需求。
盡管在第一實施例中線性馬達用作移動滑動件12的線性移動裝置， 但也可以使用進給螺桿機構代替線性馬達，其中用作固定部分的定子被進 給螺桿驅動部件所代替，而作為移動部分的動子被螺母所代替以與迸給螺 桿相嚙合。在此情況下，構成梁10的橫截面為矩形的矩形柱體構件10a、 10b、 10c的連接部19起肋的作用，從而可以提高進給螺桿驅動部件的安 裝硬度。因而，防止了進給螺桿的旋轉軸的移位，使螺母不會阻礙其光滑 移動，從而可以防止滑動件12的位置精度的惡化。在滑動件12上，除了 安裝頭7，也可以設置相機或其它的攝像裝置、敷粘器等，在此情況下， 無論在滑動件12上設置哪種裝置，都可以提高質量而不損壞位置精度。
而且，盡管說明了這樣構造的第一實施例，即設有兩個第二線性移動 裝置6，在這些裝置上分別設有相機30，相機之間防止干擾，該設備的構 造也可以是這樣的，即不同于上述的例子，而是設有一個第二線性移動裝 置6，即使這樣，也可以實現(xiàn)第一實施例的效果。
(第二實施例)
以下，說明一種電子元件安裝設備，其包括作為本發(fā)明第二實施例的 移動裝置的示例的線性移動裝置。如圖6所示，示出了第二實施例的電子 元件安裝設備所包括的第二線性移動裝置56的剖面圖，其側視圖如圖7 所示。第二實施例的電子元件安裝設備與第一實施例在構造上的不同之處 在于固定在滑動件上的相機(攝像裝置)，以下只說明該不同點。應當指出， 在第二實施例的線性移動裝置中，與第一實施例的線性移動裝置類似的構 件以相同的附圖標記表示，這里不再贅述。
如圖6和圖7所示，在通過第二線性移動裝置56支撐以在X方向上 可移動的滑動件12上，相機80被固定在滑動件12的與固定有安裝頭7 的側面相對的一個側面上，相機80能夠隨滑動件12 —體地移動。盡管在第一實施例的說明中未示出，但是用于在Y方向上移動第二線
性移動裝置56的第一線性移動裝置55包括構成線性馬達的動子43和定 子44、用于散出動子43的熱量的散熱片47以及墊片46。
第二實施例的相機80的示意性側視圖如圖8A所示，發(fā)光源裝置的示 意性平面布置圖如圖8B所示。并且，作為第二實施例的相機80的比較對 象，在傳統(tǒng)的電子元件安裝設備中所使用的相機280的示意性側視圖如圖 9A所示，其發(fā)光源裝置的示意性平面布置圖如圖9B所示。
首先，參照圖9A和圖9B說明作為比較對象的傳統(tǒng)相機280的構造。 如圖9A和圖9B所示，傳統(tǒng)相機280包括用于在豎直方向上向圖像 拾取對象照射光的同軸發(fā)光源單元281，以及用于在傾斜方向上向圖像拾 取對象照射光的上級發(fā)光源單元282、中級發(fā)光源單元283和下級發(fā)光源 單元284。
同軸發(fā)光源單元281水平地發(fā)出具有方向性的光，然后該光通過設在 相機280的光軸Q上的鏡子285被豎直向下反射，從而具有方向性的光被 作用在對象(板上的位置識別標志等)上。并且，上級發(fā)光源單元282、中 級發(fā)光源單元283和下級發(fā)光源單元284按高度位置彼此不同地排列，從 而從各個發(fā)光源單元發(fā)出的光的角度(照射角度)彼此不同。對于各發(fā)光源 單元282、 283、 284，使用了多個LED282a、 283a、 284a。并且，為了這 些發(fā)光源單元彼此不干擾，這些LED 282a、 283a、 284a以彼此不同的平 面位置圍繞光軸環(huán)形地排列。應當指出，這里的照射角度表示分別從構成 各個光源單元的多個LED發(fā)出的光的射出光線的平均照射角度。
對于如上所述的傳統(tǒng)相機280，其采用了三個發(fā)光源單元在高度上彼 此不同的結構，這難以減小在高度方向上的尺寸。并且，由于采用了LED 圍繞光軸的環(huán)形排列以及三個發(fā)光源單元在高度上彼此不同，所以難以減 小相機280的平面尺寸。
接著，參照圖8A和圖8B說明第二實施例的相機80的構造。
如圖8A和圖8B所示，相機80包括同軸光照明單元IIO，其用于 沿在豎直方向上設置的光軸Q發(fā)出具有方向性的同軸光；平面光照明單元 120，其用于發(fā)出相對于圖像拾取對象傾斜的光；以及攝像單元130，其使 圖像拾取對象的圖像沿光軸Q入射到其上以獲取圖像。攝像單元130是這樣的結構，即通過設在光軸Q上的透鏡131沿光軸
Q輸入的圖像通過棱鏡132在方向上被改變?yōu)樗椒较?，使得通過透鏡133 聚焦于光接收元件134上。
同軸光照明單元110包括多個排列為向水平方向發(fā)光的LED 111，以 及沿光軸Q反射水平方向上所發(fā)出的光的半反射鏡112。平面光照明單元 120包括三種類型的發(fā)光源單元(發(fā)光源裝置的示例)，發(fā)出相對于光軸Q 傾角為ei的光的第一發(fā)光源單元121，發(fā)出傾角為92的光的第二發(fā)光源 單元122，以及發(fā)出傾角為03的光的第三發(fā)光源單元123。應當指出，這 些傾角(照射角度)的關系為ei < 02 < 03。
第一發(fā)光源單元121包括例如發(fā)出紅色散射光的多個LED 121a的陣 列，同時第二發(fā)光源單元122類似地具有發(fā)出紅色散射光的多個LED 122a 的陣列。并且，第三發(fā)光源單元123例如具有發(fā)出白色散射光的多個LED 123a的陣列。在圖8B中，LED121a、 122a、 123a分別以不同的方式被圖 形化，從而可以在視覺上按其類型分別辨認出這些LED。應當指出，根 據(jù)圖像拾取的對象和目的來按要求選擇用于各個發(fā)光源單元的LED的類 型。
如圖8B所示，第一發(fā)光源單元121例如以大體上為方形環(huán)的形狀被 放在離光軸Q最近的位置處，第二發(fā)光源單元122以大體上為方形環(huán)的形 狀放置，使得在外側包圍第一發(fā)光源單元121。然后，第三發(fā)光源單元123 被放在矩形區(qū)域(在圖8B中用虛線表示的區(qū)域)90中四個對角線位置處， 該矩形區(qū)域90在第二發(fā)光源單元122的外側并且形成為以光軸Q為中心 的矩形。應當指出，矩形區(qū)域90設置為其Y方向的邊比X方向的邊短。 理想地，各個發(fā)光源單元盡可能地相對于光軸Q點對稱地放置。并且，如 圖8A所示，發(fā)光源單元121、 122、 123放置在同一個水平面上。更具體 地，采用發(fā)光源單元放在一個平板發(fā)光板129上的結構。
在具有上述結構的平面光照明單元120中，第一發(fā)光源單元121、第 二發(fā)光源單元122和第三發(fā)光源單元123是分別以不同的照射角度01、 92 和03向板表面發(fā)出照射光的多個獨立的光源單元，根據(jù)事先存儲的發(fā)光 數(shù)據(jù)控制這些發(fā)光源單元，從而可以以適當?shù)墓庹丈鋱D像拾取對象。例如， 根據(jù)圖像拾取對象的表面性質改變照射光。即，基本上同軸的照射光用于全反射的對象，而角度向外的照射光用于漫反射的對象。而且，為了實現(xiàn) 與圖像拾取數(shù)據(jù)的識別類型和識別目的相對應的最好的照射狀態(tài)，照射圖 案被設置為各個發(fā)光源單元的開/關狀態(tài)和照射強度之間的組合，并且根據(jù) 該設置控制平面光照明單元120。
通過利用如上所述的第二實施例的相機80，可以實現(xiàn)以下各種效果。
首先，第三發(fā)光源單元123設在以光軸Q為中心的矩形區(qū)域90的四 個對角線位置處，盡管這種布置會或多或少地損壞作用在作為圖像拾取對 象的板上的照射光的點對稱，但是第三發(fā)光源單元123放在距光軸Q最大 距離處以具有延長的照射距離，這種放置可以實現(xiàn)大體上均勻的照射光分 布，使得沒有問題地實現(xiàn)圖像拾取。并且，采用這種發(fā)光源單元的平面布 置可以使平面光照明單元120盡可能地減小平面尺寸，從而可以使相機80 在其平面尺寸上變得小型化。例如，如圖8B所示，從圖9B的傳統(tǒng)相機 280的照射尺寸290和第二實施例的相機80的照射尺寸(矩形區(qū)域)卯之 間的比較中，可以看出，相機80的平面光照明單元120在Y方向上己變 得更小型化。
而且，平面光照明單元120的發(fā)光源單元121、 122、 123被設在一個 平板發(fā)光板129上的這種布置可以使平面光照明單元120在厚度Tl上盡 可能地薄。在傳統(tǒng)相機280的光照明單元中三種類型的獨立發(fā)光源單元在 豎直方向上設在三級中，在這樣的布置中，由于光照明單元的厚度T2為 三個發(fā)光源單元的厚度和，所以妨礙了光照明單元的高度上的緊湊。與此 不同地，第二實施例的平面光照明單元120可以在其高度尺寸上變得更小 型化。由于可以實現(xiàn)高度尺寸的小型化，所以例如也可以實現(xiàn)相機80恰 好設在梁10下的布置。
因此，隨著其上安裝有電子元件的板的小型化和安裝密度的提高，安 裝設備已向小型化方向發(fā)展，在此現(xiàn)狀下，可以實現(xiàn)滿足安裝頭的高度尺 寸和平面占有尺寸更緊湊的需要。
應當指出，通過適當?shù)亟Y合上述各實施例中的任意實施例，也可以實 現(xiàn)它們所具有的效果。
盡管已參照附圖、結合本發(fā)明的優(yōu)選實施例完整地說明了本發(fā)明，但 應當指出，對本領域技術人員而言，各種變化和改變是顯而易見的。不脫離本發(fā)明的各種變化和改變應當理解為被包括在本發(fā)明的如所附權利要 求所限定的范圍內。
根據(jù)本發(fā)明，由于攝像裝置被設于安裝頭在一個方向上的延伸部分所 包含的位置處，所以可以獲得的優(yōu)點在于減小線性移動裝置在一個方向的 延伸，這可以實現(xiàn)其中的線性移動裝置彼此垂直設置的直角坐標機器人的 小型化，因此在電子元件安裝領域是有益的。
于2006年11月6日提交的日本專利申請文件No.2006-299929的包括 說明書、附圖和權利要求的全部公開內容在此全部引用作為參考。
權利要求
1.一種用于移動安裝頭的移動裝置，該安裝頭保持電子元件并將其安裝到板上，該移動裝置包括梁，其沿一個方向延伸；滑動件，其設在所述梁上，使得可以在所述的一個方向上移動；驅動單元，其用于驅動所述滑動件沿所述的一個方向移動；安裝頭，其固定于所述滑動件，使得可以與所述滑動件一體地移動；以及攝像裝置，其固定于所述滑動件，使得可以與所述滑動件一體地移動，用于拾取板上電子元件的安裝位置的圖像，其中所述攝像裝置被設在包含在所述安裝頭的在所述的一個方向上的寬度內的位置處。
2. —種用于移動安裝頭的移動裝置，該安裝頭保持電子元件并將其 安裝到板上，該移動裝置包括第一梁，其沿第一方向延伸；滑動件，其設在所述第一梁上，使得可以在所述第一方向上移動； 第一驅動單元，其用于驅動所述滑動件沿所述第一方向移動； 安裝頭，其固定于所述滑動件，使得可以與所述滑動件一體地移動； 攝像裝置，其固定于所述滑動件，使得可以與所述滑動件一體地移動，用于拾取板上電子元件的安裝位置的圖像；第二梁，其用于支撐所述第一梁，從而所述第一梁可以在垂直于所述第一方向的第二方向上移動；以及第二驅動單元，其用于驅動所述第一梁沿所述第二方向移動，其中 所述攝像裝置被設在包含在所述安裝頭的在所述第一方向上的寬度內而且包含在所述安裝頭和所述第一梁的在所述第二方向上的總寬度內的位置處。
3. 如權利要求2所述的移動裝置，其中，安裝頭、攝像裝置、滑動 件、第一梁和第一驅動單元分別設為多組，其中所述第二梁支撐多個第一梁，使得所述第一梁可以彼此獨立地移動。
4. 如權利要求2所述的移動裝置，其中所述攝像裝置包括多個第一光照明單元，該第一光照明單元用于以第 一照射角度向板上的電子元件的安裝位置發(fā)射光；以及多個第二光照明單元，其用于以不同于第一照射角度的第二照射角度向安裝位置發(fā)射光，并 且在所述攝像裝置的下部，所述多個第一光照明單元和所述多個第二光 照明單元被設置在沿板的表面延伸的同一平面上。
5. 如權利要求4所述的移動裝置，其中，在同一平面上的所述多個 第一光照明單元和所述多個第二光照明單元的布置區(qū)域設置為在所述第 二方向上的寬度比在所述第一方向上的寬度短。
6. —種電子元件安裝設備，包括 板保持單元，其用于沿工作面保持板；以及 如權利要求1至5中的任一項所述的移動裝置，其中 通過移動裝置平行于工作面地移動的所述安裝頭執(zhí)行電子元件在由所述板保持單元所保持的板上的安裝。
全文摘要
一種電子元件安裝設備包括兩個第二線性移動裝置，每個第二線性移動裝置設有沿X方向移動的圖像拾取裝置和安裝頭，第一線性移動裝置用于在Y方向彼此獨立的移動第二線性移動裝置，其中，圖像拾取裝置被設置在一位置處，即該位置被包含在安裝頭的X方向的寬度內，以及此外該位置被包含在安裝頭和第二線性移動裝置的Y方向的總寬度內。因此，由于相機的圖像拾取區(qū)域被包含在安裝頭的移動區(qū)域內，考慮到相機的圖像拾取區(qū)域，不必確保移動距離，從而可以減小第二線性移動裝置的移動軸長度。
文檔編號H05K13/08GK101543154SQ200780041228
公開日2009年9月23日 申請日期2007年11月1日 優(yōu)先權日2006年11月6日
發(fā)明者岡田康一, 山內純, 纐纈尚人, 遠藤忠士 申請人:松下電器產業(yè)株式會社